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（大公文汇网记者刘凝哲）2月17日，香港科技大学土木及环境工程学系讲席教授吴宏伟在北京获颁何梁何利基金科学与技术进步奖。这是疫情三年以来香港科学家首次获得何梁何利奖项，也是两地走出疫情阴霾后首位香港科学家赴京领取重要科学奖项。「我特别高兴，也特别激动，两地科研交流活动终于从在线走向线下」，吴宏伟在领受何梁何利奖后对大文传媒表示，获得科技奖励代表着国家对自己学术成果和能力的肯定，希望能够招揽更多的内地英才赴港学习，更希望将科研成果推广到内地以及「一带一路」沿线国家，助力更多民众的生活更加绿色、安全。

吴宏伟在北京获颁何梁何利基金科学与技术进步奖。

2月15日，吴宏伟从香港飞赴北京领取何梁何利奖，这已是他在疫情开放后第二次赴内地，两地科研交流线下合作正迫不及待地快速重启。「终于来到北京了！」吴宏伟感叹说。他曾以「状态相关非饱和土本构关系及应用」荣获2020年度国家自然科学奖二等奖，但却无缘参加2021年初举行的国家科技奖励大会。此次，吴宏伟再获何梁何利奖，终于得以在北京钓鱼台国宾馆感受这份殊荣。疫情期间经常在线交流的内地学者朋友，如今相聚北京，更令他感叹香港要尽快融入大湾区建设，香港科学界要合力建设粤港澳国际科技创新中心，人与人要经常沟通，心与心才会走到一起。

「此次获奖，心情格外激动，更希望此次获奖为契机，让内地更多学生了解香港的科研工作，香港高校的实力和水平」，吴宏伟说。他长期负责研究生教育工作，对内地的学生求贤若渴，但很多内地人才更愿意去英美留学，其实香港的科研教育能力也非常好，希望通过在国内获奖，让更多内地学生了解到香港也有一流的高校和科研团队，选择在香港进行研究工作。

吴宏伟是土力学与岩土工程领域公认的世界领军学者，在2017-2022年担任国际土力学及岩土工程学会主席，是该学会成立87年以来首位中国籍主席。此次获得何梁何利奖，对他而言格外有意义。「这次获奖，我感觉是一种benchmarking，更意味着一种互认」，吴宏伟说，香港有很多科学家曾获得国际重要科技奖项，但内地学界对此并不了解，这次能够得到何梁何利奖这如同在内地也有了「互认」，科研成果与水平得到肯定。他说，这不仅是对于自己，还有很多香港科学家都在追求与内地这样的「互认」，以便更好融入国家科技创新的战略大局。

「状态相关非饱和土本构关系及应用」是吴宏伟带领团队研究逾二十年的成果。回想起为何选择这一方向，吴宏伟说，在英国攻读博士时，研究方向是城市地下建筑研究。地表土绝大多数处于非饱和状态，是所有构筑物和边坡的承载体，也是植物生长的根基。在人类工程活动和极端气候的诱发下，非饱和土易发生变形、失稳滑坡等灾害，进而给人民生命财产造成了巨大的损失。1995年回到香港后，他发现全世界关于非饱和土的研究很少，同时，香港和东南亚多地都深受斜坡安全等问题困扰，于是他将针对非饱和土的基础研究作为方向，从全新的视角研究这一重要课题。

在吴宏伟非饱和土创新基础研究之上，大量新技术、新应用应运而生。

在持续研究中，吴宏伟带领团队发现了吸力和应力状态耦合影响非饱和土渗流-变形-强度的规律，建立了状态相关非饱和土本构理论，解决了气候变化和工程活动作用下普遍存在的渗流-变形-强度耦合问题。他2007出版的《高等非饱和土力学与工程》，是当时全球第三本研究非饱和土的书籍，被权威期刊评价为「内容独一无二，是博士生必读书籍」，被全球30多所大学作为研究生课程教材和参考书籍。

「数以吨计的泥巴从山顶倾泻而下，还没回过神来的居民，瞬间就被埋在了楼里。」这是香港土木工程拓展署对1972年和1976年香港秀茂坪滑坡的描述，这两场事故共造成89人死亡；2014年美国华盛顿州Oso滑坡造成43人死亡，为美国滑坡历史上死亡人数最多的事故。吴宏伟团队应用新理论对这三场灾害进行了分析，均成功判断了滑坡的发生。他参编了全球首部非饱和松散土边坡评价与设计指南，用于中国香港、巴西与马来西亚等地，提升了非饱和土边坡的设计与治理水平，助力香港滑坡风险的显著下降，实现近10年零伤亡的历史记录。

吴宏伟是土力学与岩土工程领域公认的世界领军学者。

在吴宏伟非饱和土创新基础研究之上，大量新技术、新应用应运而生。近年来，他更关注可持续发展，希望通过新技术为城市的「水泥森林」构建出一种绿色环保的新生态。2011年，中国科学院院士、浙江大学建筑工程学院教授陈云敏担任国家重点基础研究发展计划（973计划）项目首席科学家，邀请吴宏伟作为课题负责人承担「覆盖屏障水气传导与填埋气污染控制」的研究工作。吴宏伟团队率先提出生态型三层覆盖系统，采用建筑垃圾和天然土壤构建，不需要土工膜，达到环保、美观、减碳的效果。这一新型覆盖系统被应用于乾、湿润气候区，实现了优异的防渗及闭气功能，成功解决传统覆盖系统中土工膜老化或撕裂、土-膜界面滑移破坏等固有问题，并能促进建筑垃圾的再生利用。这一新型覆盖系统在深圳最大的生活垃圾填埋场进行了长达六年的监测，结果显示，其服役性能优于美国环保局的规范标准。英国皇家科学院、美国工程院等五院院士Rowe指出，相比传统技术，该覆盖系统服役性能更优异，为国际领先水平。目前，相关技术已被授权中、美两国发明专利，新型覆盖系统被在编国标采用，可替代传统封场覆盖系统，有效提升垃圾填埋场封场工程的防护水平。

「我们中国还属于发展中国家，还在进行大规模的基础设施建设，我们要吸取到西方国家在发展中犯下的错误，比如发展导致的环境问题可能需要更多倍数的金钱去治理」，吴宏伟说，希望贡献一己之力，为下一代缔造更美好的生活。他带领团队研发的新型非饱和土实验系统已被全球近300家研究院、大学和政府部门采用，随着人们逐渐走出疫情阴霾，两地科研应用合作已重启，相信非饱和土的理论和应用亦将发挥越来越大作用。

欧美HJC黄金城仪器设备中国有限公司成立于1987年，总部设于香港，在全国设有11个分公司，是中国内地、香港、澳门领先的土木工程仪器设备全面解决方案的供应商。

从2003年开始，本公司有幸代理“HKUST双压力室体变测量装置”。该仪器由香港科技大学吴宏伟教授领导

的研究团队研发，授权英国GDS公司生产和销售，是当前市场上精度较高，技术性能优秀的非饱和土总体变数测系统，使用者能获得更客观、更准确的测量结果，因该仪器优秀的性能，现已成为非饱和土总体变量测的标准方法之一。截至2023年初，已有100逾家高等院校、科院和设计单位引进了该设备，用于科研和工程设计。

从2009年开始，欧美HJC黄金城同时代理Geo-experts的“SDSWCC应力相关土水特征曲线压力板仪”，该设备也是由吴宏伟教授团队研发，包含了多项专利性技术，除了具备同类产品的测试功能外，还创造性地进行了控制土体应力和监测土体变形等多项重要技术改造，是当前市场上技术性能优秀，自动化程度较高的应力相关土水特征曲线压力板仪，更加贴合土力学及

土力工程使用需求，能获得更客观及准确的测试结果。截至目前已有64家高等院校、科研及设计单位引进该设备。

GDS非饱和土三轴试验系统（UNSAT）是对传统三轴试验的延伸，可以在接近实际地应力状态和饱和度条件下对地下水位以上的土体进行测试。所有GDS三轴测试系统（以及其他制造商的三轴设备*）都可以进行改造，以进行非饱和土三轴测试。GDS可以提供4种方法来进行非饱土测试。

非饱和测试也可以运用到以下试验类型中：剪切、空心扭剪、共振柱和真三轴试验。

非饱和土体变测量方法：

• 方法A：通过GDS孔隙气压/体积控制器直接测量孔隙气体积和孔隙水的体积变化。

• 方法B：HKUST内压力室 — 用差压传感器测量内压力室中水的水位变化进而得到试样的总体积变化。

• 方法C：双压力室 — 试样的体变通过GDS压力体积控制器测量流进或流出内压力室的水体积来完成。由于外压力室加压，内压力室壁可视为是无限刚度的。

• 方法D：利用安装于试样上的局部应变传感器直接测量而得到试样的总体变。

从2009年开始，欧美HJC黄金城同时代理Geo-experts的“SDSWCC应力相关土水特征曲线压力板仪”，该设备也是由吴宏伟教授团队研发，包含了多项专利性技术，除了具备同类产品的测试功能外，还创造性地进行了控制土体应力和监测土体变形等多项重要技术改造，是当前市场上技术性能优秀，自动化程度较高的应力相关土水特征曲线压力板仪，更加贴合土力学及

土力工程使用需求，能获得更客观及准确的测试结果。截至目前已有64家高等院校、科研及设计单位引进该设备。

该仪器是一套简便易用的非饱和土试验装置，用于应力相关的土水特征曲线及其滞后现象的研究，是研究一定压力下土壤与水分之间物理关系的基本工具。应力相关的土水特征曲线是指在一定应力状态下非饱和土的基质吸力（土壤内部的孔隙气压力和孔隙水压力的差值）与含水量或饱和度之间的曲线关系。应力相关的土水特征曲线是非饱和土的一个重要基本性质，表征土体在一定应力状态、不同吸力下的持水能力。

对于任何土，本仪器均可获得不同应力状态下完整的脱湿和吸湿土水特征曲线。该仪器的压力板配有两个不同规格的压力表和调节器，在低压范围提高测试精度。本仪器系统的设计可控制基质吸力高达1500kPa，但具体的基质吸力控制范围取决于陶土板的进气值。相较于传统的土水特征曲线压力板仪，除了可以测量土样在不同基质吸力下的水体积变化外，本仪器还能给土样施加一维荷载（即K0状态），并可以精确测量土体的总体积变化。用本仪器测得的应力相关的土水特征曲线比传统的土水特征曲线更准确，更接近现场土的性质。

不同应力作用下的土水特征曲线（SDSWCC）（Ng and Pang，2000）

应力控制一维土柱仪可以对多层土柱自由加载法向应力和边界水力条件（例如：恒定水头，蒸发）。另外，快速使用瞬时法，还可以减少实验中测量两种重要水力特性SDPFs和SDSWCCs的时间。

在给定的应力状态下，SDPF描述吸力和（或）含水量下水的渗透性的变化，而SDSWCC定义了吸力和含水量之间的关系。

Geo-Experts 使用一维瞬时剖面法（IPM）测量非饱和土对应不同一维法向应力下的SDPF的。基于体变测量（VWC）和孔隙水压测量（PWP），水流速率和水力梯度可以分别确定。因此，根据达西定律吸湿和脱湿状态下的渗透参数可获得。同时，不同应力状态下的，快速吸湿和（或）脱湿应力相关土水特征曲线（SDSWCC），可以通过建立体积含水量VWC和负孔隙水压PWP（例如.吸力）关系来确定 。土柱的任何体变都能通过表面的LVDT测量到。